“三低”油藏井网加密调整实践与认识——以牛圈湖西山窑组油藏为例

潘有军,徐 赢,吴美娥,谢 军,文 静

(中国石油吐哈油田分公司 勘探开发研究院,新疆 哈密 839009)

“三低”油藏井网加密调整实践与认识
——以牛圈湖西山窑组油藏为例

潘有军,徐 赢,吴美娥,谢 军,文 静

(中国石油吐哈油田分公司 勘探开发研究院,新疆 哈密 839009)

牛圈湖西山窑组(J2x)属特低渗、低压、低流度的“三低”砂岩油藏，注水效果差，单井产量低,因此有必要进行井网调整。根据沉积微相研究认识、生产动态并结合数值模拟,确定了由菱形反九点井网先加密调整成长方形反九点井网,最后通过老井转注变为最终的菱形五点法井网的调整设想,并编制了试验区井网加密调整方案,实施后,见效井比例由37.5%提高到73.8%,且加密井产量也高,取得了较好的开发调整效果,为同类油藏的开发和井网调整提供了借鉴依据。

“三低”油藏;井网加密调整;数值模拟;方案对比;效果分析

国内外油田的开发实践表明,井网调整是低渗透油田满足后续开发需求,改善油田开发效果,提高采收率的重要手段[1- 8]。牛圈湖西山窑组油藏采用菱形反九点井网超前注水开发(实际东区为同步注水开发),开发方案实施后,油井生产指标与方案设计目标差距大,分析得出效果差的一个重要原因是井网适应性差,因此要改善其开发效果就要论证合理的井网形式,进而进行井网调整[1- 9]。由于牛圈湖西山窑组油藏储层非均质性强,井网调整难度大,通过加深地质、油藏认识以及运用油藏数值模拟,确定了要调整成的最终井网形式，即菱形五点法,通过试验区(牛圈湖东区)的井网加密调整实践,取得了较好的开发效果。

1 试验区基本情况

牛圈湖东区构造高点位于马3井附近,高点海拔-840 m,油藏埋深1 500～1 850 m。平均有效厚度11.3 m,有效孔隙度13.7%,渗透率3.4×10-3μm2,原油密度0.877 g/cm3,地层原油黏度20 mPa·s,油相流度0.17,属于特低渗、低压、低流度、非均质性严重的砂岩油藏[10-12]。储层为辫状河三角洲前缘沉积体系,沉积微相以水下分流河道、河口坝为主。砂体呈北东向展布(北东30°),沉积厚度大,但河道侧向摆动大,砂体东西向连通性差。

牛圈湖东区2008年6月投入开发,采用菱形反九点井网同步注水开发,注采井距为450 m,井距与井排之比为3.0。开发后表现出以下开发特征:(1)受油层厚度变化影响,单井产量差异大;(2)河道沉积方向是控制油水运动的主要因素,平面压力恢复、见效见水方向不均衡;(3)井排距偏大,油井排难以建立有效驱替、产量递减快。截止2011年5月(调整前)有油水井57口(油井40口,水井17口),平均单井日产油1.8 t,综合含水率25.8%,采油速度0.49%,采出程度0.9%,日注水217 m3,阶段注采比1.75,累积注采比2.43[10-12]。

2 井网加密调整方案设计

井网加密调整在很大程度上取决于油层地质结构特征、油层的非均质程度、剩余油的分布特征、油井产能以及经济效益等多种因素[1-8]。基于以上因素,根据沉积微相研究认识及生产动态,建立矢量化机理模型论证合理井排距,再结合原有井网开展井网调整,并通过数值模拟研究进行方案对比,最后确定最终井网形式。

2.1 目的及原则

主要的目的是建立有效驱替压力场,提高调整区块见效程度，为牛圈湖区块未建产区井网部署提供依据。

主要的原则是[13-15]:井网加密调整区地质及油藏认识相对清楚,目前井网调整治理难度大的区域;井网加密调整区油层发育,在提高采油速度和采收率方面有较大潜力;井网加密调整区要有一定的规模,以便于综合调整挖潜及管理评价。

2.2 调整方式研究

2.2.1 合理井排距论证

根据牛圈湖东区油藏地质特征,建立矢量化机理模型[16-17],井排平行砂体方向(北东30°),孔隙度13%,沿河道渗透率3×10-3μm2,垂直河道方向渗透率1×10-3μm2,原油地下黏度20 mPa·s,油层厚度9 m。通过模拟结果对比分析(图1～3),采用120～140 m的排距、井排方向北东30° (与主河道方向一致)的方式开采比较合理。

图1 不同排距下15 a后的压力分布

图2 不同排距日产油与时间关系

图3 不同排距含水率与采出程度关系

2.2.2 井网调整设想

由开发方案的菱形反九点通过角井转注变成长方形五点法,长方形五点法通过井排间加密调整形成长方形反九点,最后长方形反九点通过老井转注形成最终的150～225 m菱形五点法(图4)。通过计算, 最终的菱形五点法井网油水井排距为130 m, 在上述论证的合理井排距(120～140 m)之间,不同井网形式井数对比见表1。

图4 井网调整演化图

表1 不同开发井网井数对比 口

2.2.3 井网调整方案对比分析

在建立储层三维地质模型的基础上,利用油藏数值模拟技术对不同调整方案进行了对比研究[18-20],得出不同开发井网下的开发指标曲线 (图5、图6)。通过对比分析，采用长方形反九点井网开发效果最好,菱形五点法井网次之,从图5可以看出,随着开发时间的推进,到中后期(17 a以后),注采井网较完善的菱形五点法井网比长方形反九点井网日产油高,开发效果好;从图6的含水率变化来看,菱形五点法井网含水率比其他井网低。综合分析,确定的方案为首先加密调整成长方形反九点井网,后期适时转注老井,形成最终的菱形五点法井网。通过经济评价(表2),得出在国际油价60美元/桶的情况下,长方形反九点单井经济极限控制储量为2.6×104t,经济极限有效厚度7 m,菱形五点法井网单井经济极限控制储量为3.0×104t,经济极限有效厚度8 m,因此只要有效厚度大于8 m的区域,井网调整就有经济效益。

图5 不同开发井网日产油变化

图6 不同开发井网含水率变化

表2 不同油价单井经济极限厚度

井网单井控制面积/km2油价1863$/t(40$/bbl)单井经济极限控制储量/104t极限厚度/m2364$/t(50$/bbl)单井经济极限控制储量/104t极限厚度/m2913$/t(60$/bbl)单井经济极限控制储量/104t极限厚度/m现井网0.08415.911.64.082.14长方形五点法0.08416.612.94.592.35长方形反九点0.05995.916.24.2122.67菱形五点法0.05996.918.94.8133.08

2.3 方案部署

2.3.1 部署原则

(1)加密井部署原则:加密调整区域注采井网较完善;新钻加密井部署在油层厚度大于10 m区域。

(2)转注井部署原则:位于油井排的角井先转注;转注井周围油层厚度较大且分布稳定;转注后注采井网完善。

2.3.2 方案要点

(1)通过加密调整,最终形成150～225 m菱形五点法井网;(2)新钻加密井23口,转注16口;(3)动用面积2.18 km2;动用地质储量204×104t,建产3.18×104t;(4)通过整体加密调整,采油速度提高到1.5%,采收率提高4.0%。

3 调整效果分析

3.1 加密井效果

对31口加密井钻遇油层情况进行统计,设计平均单井钻遇砂层厚度24.9 m,实际平均钻遇砂层厚度25.3 m;设计平均单井钻遇油层厚度14.9 m,实际平均钻遇油层厚度17.7 m,砂层、油层钻遇厚度均达到设计目标。

对投产的31口加密井产量进行统计,初期平均单井日产油5.7 t,目前平均单井日产油3.0 t,其中有4口井初期自喷(H42-121、H43-111、H40-131、H41-131),初期日产大于6 t的井有16口,截止目前,已累计产油6.84×104t。通过实际生产数据与设计指标对比,设计单井初期日产油4.5 t,实际达5.7 t;设计新建产能4.0×104t,实际新建产能5.3×104t;设计采油速度1.5%,实际达1.63%,均优于各设计指标,取得了很好的开发效果。

3.2 调整后水驱状况

对区块加密调整前后见效方向进行统计后发现,新增见效方向36个,新增见水方向4个,单向受效得到有效控制,侧向受效程度得到明显改善。

对加密前后见效情况进行统计,加密前油井40口,见效15口,见效井比例37.5%;加密后油井61口,见效井45口,见效井比例73.8%;水驱控制程度由加密前的68.4%提高到加密后的85.6%,见效由少数井见效转为多数井见效且见效区域已能覆盖到大部分油井排区域,水驱状况得到明显改善。

通过对典型井组(H42-11)自然递减分析,基础老井阶段递减率40.6%,加密井阶段递减率29.8%,加密井递减率比基础老井递减率低,说明井距缩小后能有效地延缓区块自然递减,因为加密井区有注水井,相对于加密井来说,相当于超前注水开发,也说明超前注水对低压油藏开发具有重要意义。

4 结 论

(1)通过油藏数值模拟软件建立矢量化机理模型,论证了试验区合理的井排距为120～140 m,通过井网调整方案的对比,确定调整思路为由开发方案的菱形反九点法通过角井转注变成长方形五点法,长方形五点法通过井排间加密调整形成长方形反九点法,最后通过老井转注最终形成150～225 m菱形五点法井网。

(2)试验区开展井网加密调整,水驱状况得到明显改善,见效井比例由37.5%提高到73.8%。新钻加密井效果好,平均钻遇油层厚度17.7 m,初期平均单井日产5.7 t,均超出设计目标,且加密井阶段递减率比基础井网老井阶段递减率小,说明超前注水对低压油藏开发、减缓产量递减具有重要意义。

(3)对类似牛圈湖西山窑组河道沉积体系的油藏，开发方案可采用长方形反九点法井网开发,后期可以通过角井转注形成菱形五点法井网。

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[责任编辑] 王艳丽

2015-06-01

中石油科技重大专项课题(2012E-34-08)

潘有军(1984—),男,贵州黎平人,中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院工程师,主要从事低渗透油藏开发研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2015.03.005

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